Đồ án Phân tích hệ thống quá trình đốt nhiệt phân chất thải rắn công nghiệp đặc trưng

Lời cam đoan.i

Lời cảm ơn. ii

Mục lục. iii

Danh mục các kí hiệu viết tắt .ix

Danh mục các bảng .xi

Danh mục các hình vẽ, đồ thị. xii

Danh mục các hình vẽ, đồ thị. xii

MỞ ĐẦU .1

1. ĐẶT VẤN ĐỀ.1

2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.2

3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .2

4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .3

5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .3

6. Ý NGHĨA KHOA HỌC .4

7. Ý NGHĨA THỰC TIỄN.6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.7

1.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .7

1.2 THIẾT BỊ LÒ ĐỐT CÓ VỈ LÒ DI CHUYỂN.12

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG THIẾT BỊ

ĐỐT KIỂU CỘT NHỒI.19

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP, THIẾT BỊ VÀ VẬT LIỆU TRONG NGHIÊN

CỨU THỰC NGHIỆM.22

2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THIẾT BỊ LÒ ĐỐT CÓ VỈ

LÒ DI CHUYỂN .22

-iv-

2.1.1 Phương pháp tiếp cận hệ thống thiết bị lò đốt chất thải rắn .22

2.1.2 Phương pháp phân hoạch hệ thống.25

2.1.2 Phương pháp phân tích định tính cấu trúc hệ thống .25

2.2 THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN.25

2.2.1 Phân tích nhiệt vi sai.26

2.2.2 Thí nghiệm trên thiết bị lò đốt cột nhồi .30

2.2.2.1 Thiết lập hệ thống thí nghiệm .30

2.2.5.2 Buồng đốt.32

2.2.2.3 Thu mẫu nhiệt độ và thành phần khí.33

2.2.2.4 Cấp khí.34

2.2.2.5 Thiết bị phân tích khí và đọc dữ liệu.34

2.2.2.6 Phương thức tiến hành thực nghiệm trên thiết bị cột nhồi .35

2.3 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .38

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .40

3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG .40

3.1.1 Kết quả phân hoạch hệ thống.40

3.1.2 Phân tích định tính cấu trúc hệ thống .41

3.2 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN TỔNG QUÁT, THÀNH PHẦN

CƠ BẢN, NHIỆT TRỊ .45

3.2.1 Thành phần hóa học .45

3.2.2 Xác định thành phần nhiệt vật lý (nhiệt trị) .46

3.3 NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA QÚA TRÌNH CHÁY

VẬT LIỆU RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỆT VI SAI.48

3.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA VẬT LIỆU RẮN.53

3.4.1 Quá trình cháy của hỗn hợp khăn giấy và cactông .53

3.4.2 Quá trình cháy của hỗn hợp cactông và gỗ .69

3.4.3 Quá trình cháy của hỗn hợp gỗ và rơm .77

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ TẢ TOÁN HỌC .83

-v-

4.1 TÁC VỤ MÔ HÌNH HÓA TOÁN HỌC .83

4.2 XÂY DỰNG MÔ TẢ TOÁN HỌC CHO QUÁ TRÌNH CHÁY VẬT LIỆU

RẮN TRONG HỆ DỊ THỂ ĐA PHÂN TÁN.84

4.2.1 Mô tả toán học hệ dị thể đa phân tán (lớp bốn).85

4.2.1.1 Phương trình bảo toàn vật chất .86

4.2.1.2 Phương trình bảo toàn động lượng.87

4.2.1.3 Phương trình bảo toàn năng lượng.88

4.2.1.4 Phương trình bảo toàn cấu tử trong pha khí .90

4.2.2 Mô tả toán học cho hệ dị thể một hạt và hệ đồng thể (lớp hai và ba).91

4.2.3 Mô hình truyền nhiệt bức xạ trong pha rắn.94

4.2.4 Mô hình truyền nhiệt và truyền khối giữa hai pha.94

4.2.5 Mô tả toán học thiết bị đốt kiểu cột nhồi .95

4.2.6 Điều kiện ban đầu và điều kiện biên .97

4.2.6.1 Đối với pha khí .97

4.2.6.2 Đối với pha rắn .97

CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐỐT

HỖN HỢP VẬT LIỆU RẮN TRONG THIẾT BỊ ĐỐT KIỂU CỘT NHỒI .99

5.1 PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH HỮU HẠN.99

5.2 THUẬT TOÁN PHÂN LY GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH.100

5.3 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH HỮU HẠN GIẢI GẦN ĐÚNG

HỆ CÁC PHƯƠNG TRÌNH MÔ TẢ QUÁ TRÌNH CHÁY VẬT LIỆU RẮN

TRONG THIẾT BỊ ĐỐT KIỂU CỘT NHỒI.102

5.3.1 Lưới tổng quát.102

5.3.2 Sai phân các phương trình liên tục .103

5.3.2.1 Phương trình liên tục trong pha khí.103

5.3.2.2 Phương trình liên tục trong pha rắn .106

5.3.3 Sai phân phương trình năng lượng .106

5.3.3.1 Sai phân phương trình năng lượng trong pha khí .106

5.3.3.2 Sai phân hóa phương trình năng lượng trong pha rắn.111